DE1069751B - Device for electrical digital control - Google Patents

Device for electrical digital control

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DE1069751B
DE1069751B DENDAT1069751D DE1069751DA DE1069751B DE 1069751 B DE1069751 B DE 1069751B DE NDAT1069751 D DENDAT1069751 D DE NDAT1069751D DE 1069751D A DE1069751D A DE 1069751DA DE 1069751 B DE1069751 B DE 1069751B
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Amherst Buffalo N. Y. Willard M. Brittain (V. St. A.)
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 21 c 46/50kl. 21c 46/50

INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.

PATENTAMTPATENT OFFICE

G05f;gG05f; g

BIBLIOTHEKLIBRARY

DES DEUTSCHENOF THE GERMAN

PATENTAMTES W 24629 VIIIb/21 cPATENT OFFICE W 24629 VIIIb / 21 c

ANMEtDETAG: 11. DEZEMBER 1958ANMEtDAY: DECEMBER 11, 1958

BEKANNTMACHUNG DERANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 26. NOVEMBER 1959NOTICE LOGIN AND ISSUE OF THE EDITORIAL: NOVEMBER 26, 1959

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische digitale Regeleinrichtungen,, insbesondere auf Einrichtungen zur Regelung der Lage eines beweglichen Organs, beispielsweise eines Maschinenteils, wie dies beim Betrieb mancher Maschinen erwünscht ist. Beispielsweise sei hier die Regelung eines ersten beweglichen Organs relativ zu einer vorbestimmten Lage und die automatische Korrektur der Lage dieses Organs relativ zur festen Lage eines zweiten Organs, insbesondere zur Einhaltung eines bestimmten Ab-Standes, erwähnt.The invention relates generally to electrical digital control devices, and more particularly to devices to regulate the position of a movable organ, for example a machine part, like this is desirable when operating some machines. For example be here the regulation of a first movable organ relative to a predetermined position and the automatic correction of the position of this organ relative to the fixed position of a second organ, in particular to maintain a certain distance.

Zur digitalen Regelung wird ein elektrisches Steuersignal in digitaler Form erzeugt, das dem Unterschied zwischen der tatsächlichen Lage des Organs und der gewünschten Lage entspricht.For digital control, an electrical control signal is generated in digital form that corresponds to the Difference between the actual location of the organ and the desired location.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische digitale Regeleinrichtung zu schaffen, bei der ein erstes Steuersignal entsprechend einer vorbestimmten Differenz zwischen, einem zweiten Steuersignal, das sich auf eine vorbestimmte gewünschte Lage des Organs bezieht (Sollwert), und einem dritten Steuersignal, das der tatsächlichen Lage dieses Organs (Istwert) entspricht, erzeugt wird. Das erste Steuersignal (Regelabweichung) soll hierbei Richtung, Größe und Geschwindigkeit der Verstellbewegung beeinflussen. Dabei kann dieses Signal in Beziehung mit einem weiteren Steuersignal (Trägersignal) gesetzt werden, das die Richtung der Korrekturbewegung bestimmt. Die Erfindung hat das Ziel, eine rasche und genaue Ausregelung der Lagefehler zu erreichen. Hierzu ist vor allem die Ausbildung der Subtrahiereinrichtung zur Gewinnung der Regelabweichung von Bedeutung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktion Stelle für Stelle durch Addition von Grundsignalen und komplementären Signalen mit Hilfe von Gattern erfolgt.It is an object of the invention to provide an electrical digital control device in which a first control signal corresponding to a predetermined difference between, a second control signal that relates to a predetermined desired position of the organ (target value), and a third control signal, which corresponds to the actual position of this organ (actual value) is generated. The first control signal (Control deviation) should influence the direction, size and speed of the adjustment movement. This signal can be related to another control signal (carrier signal), which determines the direction of the corrective movement. The invention aims to be quick and accurate To achieve correction of the position error. For this purpose, the design of the subtracting device is particularly important to obtain the system deviation of importance. The invention is characterized in that the Subtraction digit by digit by adding basic signals and complementary signals with Help is done by gates.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen, in der Ausführungsbeispiele der § Erfindung schematisch dargestellt sind.For further explanation of the invention, reference is made to the drawing, are shown schematically in the embodiments of the invention §.

Zunächst zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer digitalen Lageregelung, wie er bereits früher vorgeschlagen wurde. Die Fig. 1 bezieht sich auf die Regelung der Dicke eines Metallstreifens 16 in Walzwerken. Der Metallstreifen läuft zwischen einer oberen Rolle 12 und einer unteren Rolle 14 eines Walzgerüstes 10 hindurch. Die Dicke des Streifens kann dadurch beeinflußt werden, daß ein Anstellmotor 30 über einen Spindeltrieb 32 die Walze 12 mehr oder weniger in Richtung auf die Walze 14 verstellt. Zur Stromversorgung des Motors 30 ist ein Leonardgenerator 58 vorgesehen.First, Fig. 1 shows the basic structure of a digital position control, as it was earlier was suggested. Fig. 1 relates to the regulation of the thickness of a metal strip 16 in rolling mills. The metal strip runs between an upper roller 12 and a lower roller 14 of a rolling stand 10 through. The thickness of the strip can be influenced by the fact that an adjusting motor 30 The roller 12 is adjusted more or less in the direction of the roller 14 via a spindle drive 32. To the A Leonard generator 58 is provided to power the motor 30.

Der Sollwert der Stellung der Walze 12 und damit der Dicke des Streifens 16 wird mittels einer Lochkarte 18 oder eines ähnlichen Informationsträgers Einrichtung zur elektrischen digitalen RegelungThe nominal value of the position of the roller 12 and thus the thickness of the strip 16 is determined by means of a punch card 18 or a similar information carrier device for electrical digital control

Anmelder:Applicant:

Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Representative: Dr.-Ing. P. Ohrt, patent attorney, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1957Claimed priority: V. St. v. America December 17, 1957

Willard M. Brittain, Amherst, Buffalo, N. Y. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt wordenWillard M. Brittain, Amherst, Buffalo, N.Y. (V. St. Α.), Has been named as the inventor

vorgegeben, der in eine Auswerteinrichtung 20 eingesetzt wird. Die Auswerteinrichtung liefert ein binäres Steuersignal (X) mit einer beliebigen Anzahl von Stellen, wobei jede Stelle entweder den WertQ oder 1 hat, entsprechend den in der Lochkarte ausgestanzten oder nichtausgestanzten Feldern. Das digitale Signal wird einer Speichereinrichtung 22 zugeführt, an deren Ausgang das Signal als Sollwert dauernd zur Verfügung steht. Der Sollwert wird einer digitalen Subtrahiereinrichtung 26 zugeführt.specified, which is used in an evaluation device 20. The evaluation device supplies a binary control signal (X) with any number of digits, with each digit either having the value Q or 1, corresponding to the fields punched out or not punched out in the punch card. The digital signal is fed to a memory device 22, at the output of which the signal is continuously available as a setpoint value. The nominal value is fed to a digital subtracter 26.

Der zweite Eingang dieser Einrichtung erhält ein aus der Iststellung der Walze 12 abgeleitetes digitales Signal (Y), das die gleiche Stellenzahl wie das Sollwertsignal aufweist. Zu diesem Zweck ist-ein Analog-Digital-Umsetzer 28 vorgesehen, an dessen Eingang das analoge Stellungssignal eingespeist wird und an dessen Ausgang das digitale Signal erscheint. Es ist möglich, in der Verbindung zwischen dem Motor 30 und dem Umsetzer eine Kupplung 34 einzusetzen.The second input of this device receives a digital signal (Y) which is derived from the actual position of the roller 12 and which has the same number of digits as the setpoint signal. For this purpose, an analog-digital converter 28 is provided, at whose input the analog position signal is fed and at whose output the digital signal appears. It is possible to use a coupling 34 in the connection between the motor 30 and the converter.

Die Subtrahiereinrichtung bildet die digitale Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal und liefert am Ausgang ein digitales Regelabweichungssignal (X-Y) an den Digital-Analog-Umsetzer 42-The subtracting device forms the digital difference between the setpoint signal and the actual value signal and provides a digital control deviation signal (XY) at the output to the digital-to-analog converter 42-

• 909 650/408• 909 650/408

Das am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 42 erscheinende, stetig veränderbare Regelabweichungssignal dient zur Aussteuerung eines Verstärkers 44, beispielsweise eines aus dem Wechselstromnetz 46 gespeisten Magnetverstärkers, der einen Regler 48 zur Steuerung der Erregerwicklungen 56 und 57 des Generators 58 beeinflußt. Es ist möglich, eine Rückführung über eine Tachometermaschine 50 vorzusehen. The continuously variable control deviation signal appearing at the output of the digital-to-analog converter 42 is used to control an amplifier 44, for example a magnetic amplifier fed from the alternating current network 46 , which influences a regulator 48 for controlling the excitation windings 56 and 57 of the generator 58 . It is possible to provide feedback via a tachometer machine 50 .

In Fig. 2 ist die Ausbildung der digitalen Subtrahiereinrichtung 26 schematisch angedeutet. Sie besteht aus drei Stufen 91, 93, 95 für drei Stellen des digitalen Soll- und Istwertsignals. Selbstverständlich kann die Stufenzahl beliebig erhöht werden. Sie hängt im wesentlichen von der verlangten Genauigkeit ab.In Fig. 2, the design of the digital subtracter 26 is indicated schematically. It consists of three stages 91, 93, 95 for three digits of the digital setpoint and actual value signal. Of course, the number of stages can be increased as required. It essentially depends on the required accuracy.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die komplementären Stellen X1, X2 und Z3 aus der Speichereinrichtung 22 entnommen und je einem Eingang der Stufen in der entsprechenden Reihenfolge zugeführt. Das gleiche geschieht bei den ^Stellen F1, F2, F3 und: den komplementären Stellen F1, F2 und F3 des Istwertsignals aus dem Analog-Digital-Umsetzer 28. An den Ausgängen D1, D2, Ds der Stufen erscheint für jede Stelle ein sogenanntes Differenzsignal, aus dem durch Zusammenfassung aller Stufen das Regelabweichungssignal entsteht. Die Signale werden dem Digital-Analog-Umsetzer 42 zur Verarbeitung zugeführt.As can be seen from FIG. 2, the complementary points X 1 , X 2 and Z 3 are taken from the storage device 22 and each fed to an input of the stages in the corresponding sequence. The same happens with the ^ places F 1 , F 2 , F 3 and: the complementary places F 1 , F 2 and F 3 of the actual value signal from the analog-digital converter 28. At the outputs D 1 , D 2 , D s of the levels, a so-called difference signal appears for each point, from which the system deviation signal is created by combining all levels. The signals are fed to the digital-to-analog converter 42 for processing.

Zusätzlich erhält die erste Stufe 91 ein Trägereingangssignal C0, das dem negativen Bezugspotential BB- der Speisespannungsquelle entspricht. Die erste Stufe 91 liefert ein Trägerausgangssignal C1, das seinerseits dem Eingang der zweiten Stufe zugeführt wird. Das Trägerausgangssignal C2 dieser Stufe wird in die dritte Stufe 95 eingespeist, deren. Trägersignal C3 dem Digital-Analog-Umsetzer 42 zur Festlegung der Richtung der Korrekturbewegung zugeführt wird.In addition, the first stage 91 receives a carrier input signal C 0 , which corresponds to the negative reference potential BB- of the supply voltage source. The first stage 91 supplies a carrier output signal C 1 , which in turn is fed to the input of the second stage. The carrier output signal C 2 of this stage is fed into the third stage 95 , whose. Carrier signal C 3 is fed to the digital-to-analog converter 42 to determine the direction of the correction movement.

Fig. 3 zeigt eine binäre Tabelle, in der die möglichen Betriebszustände jeder Stufe in der Subtrahiereinrichtung 26 dargestellt sind, und zwar bezogen auf die verschiedenen Möglichkeiten der Kombination von Eingangssignalen, Die dritte und fünfte Spalte der Tabelle gibt den binären Wert des Trägereingangssignals und des Trägerausgangssignals jeder einzelnen Stufe an, während die vierte Spalte das Ausgangsdifrerenzsignal D zeigt. Die Tabelle gilt für jede beliebige Stufe der Subtrahiereinrichtung.Fig. 3 shows a binary table in which the possible operating states of each stage in the subtracter 26 are shown, based on the various possibilities of combining input signals. The third and fifth columns of the table give the binary value of the carrier input signal and the carrier output signal of each individual stage, while the fourth column shows the output difference signal D. The table applies to any stage of the subtracter.

Fig. 4 zeigt ein Schema einer Einrichtung, die gemäß der Tabelle nach Fig. 3 arbeitet. Man erkennt ein erstes Und-Gatter 110 mit zwei Eingängen und einem Ausgang, wobei der eine Eingang ein Signal über ein Oder-Gatter 114 erhält, dessen Eingänge von dem komplementären Signal X und vom Signal F besetzt werden. Hat entweder das Signal X oder das Signal F den Wert 1, so wird der erste Eingang 112 des Und-Gatters 110 besetzt. Dem zweiten Eingang 118 ist. ein Oder-Gatter 120 zugeordnet, dessen Eingänge die Signale F und X zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 110 wird über ein Oder-Gatter 122 dem ersten Eingang 124 eines weiteren. Und-Gatters 126 zugeführt, das ein Ausgangssignal D liefert, wenn beide Eingänge besetzt, sind, Das Signal D kann durch ein Nicht-Gatter in das Signal D umgewandelt werden. Das Oder-Gatter 122 erhält überdies an seinem zweiten Eingang das Trägersignal C.FIG. 4 shows a diagram of a device which operates in accordance with the table of FIG. A first AND gate 110 with two inputs and one output can be seen, one input receiving a signal via an OR gate 114 , the inputs of which are occupied by the complementary signal X and the signal F. If either the signal X or the signal F has the value 1, the first input 112 of the AND gate 110 is occupied. The second input 118 is. an OR gate 120 is assigned, the inputs of which the signals F and X are supplied. The output signal of the AND gate 110 is the first input 124 of another via an OR gate 122. AND gate 126 is supplied, which supplies an output signal D when both inputs are occupied. The signal D can be converted into the signal D by a non-gate. The OR gate 122 also receives the carrier signal C at its second input.

Analoge Gatterkombinationen sind dem zweiten Eingang 128 des, Und-Gatters 126 zugeordnet, bestehend aus den beiden Oder-Gattern 140, 142, die die Eingänge 136 und 138 eines Und-Gatters 134 besetzen, und dem Oder-Gatter 132 mit einem zweiten Eingang, das das komplementäre Trägersignal C erhält. Die Oder-Gatter 140 bzw. 142 geben ein Signal ab, wenn die Eingangssignale X oder F bzw. X oder F den Wert 1 haben. Eine nach dem Schema der Fig. 4 aufgebaute Schaltung ist in jeder einzelnen Stufe der Subtrahiereinrichtung enthalten.Analog gate combinations are assigned to the second input 128 of the AND gate 126 , consisting of the two OR gates 140, 142, which occupy the inputs 136 and 138 of an AND gate 134 , and the OR gate 132 with a second input, which receives the complementary carrier signal C. The OR gates 140 or 142 emit a signal when the input signals X or F or X or F have the value 1. A circuit constructed according to the scheme of FIG. 4 is contained in each individual stage of the subtracting device.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Schaltung zur BildungFig. 5 schematically shows a circuit for formation

ίο des Trägersignals, die jeder einzelnen Stufe zugeordnet ist. Sie enthält ein Und-Gatter 150, dessen Eingänge von den Signalen X und F besetzt werden und das an ein Oder-Gatter 152 ein Ausgangssignal liefern kann. Ein zweiter Eingang des Oder-Gatters wirdίο the carrier signal that is assigned to each individual stage. It contains an AND gate 150, the inputs of which are occupied by the signals X and F and which can supply an output signal to an OR gate 152. A second input of the OR gate becomes

15· vom Trägereingangssignal Cein besetzt. Die Signaled und F werden darüber hinaus einem weiteren Oder-Gatter 160 zugeführt. Die beiden Oder-Gatter 152 und 160 sind an Eingänge 154 und 158 eines. Und-Gatters 156 geführt, das an seinem Ausgang das Trägeraus- 15 · one occupied by the carrier input signal C. The signalsed and F are also fed to a further OR gate 160. The two OR gates 152 and 160 are one at inputs 154 and 158 . AND gate 156 , which has the carrier output at its output

ao gangssignal Caus abgibt und der nächsten Stufe der Subtrahiereinrichtung zuführt. In der letzten Stufe 95 (in Fig. 2) wird das Trägerausgangssignal dem Digital-Analog-Umsetzer 42 zugeführt.ao output signal C from emits and supplies the next stage of the subtracter. In the last stage 95 (in FIG. 2) the carrier output signal is fed to the digital-to-analog converter 42.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für einen Schaltungsaufbau zur Verwirklichung der schematischen Schaltung nach Fig. 4 und Fig. 5, mit anderen. Worten die Innenschaltung einer beliebigen Stufe der Subtrahiereinrichtung 26. Dabei sind gleichartige Schaltungselemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 4 und 5 versehen. Es sei angenommen, daß es sich um die zweite Stufe 93 in Fig. 2 handelt.FIG. 6 shows an example of a circuit structure for realizing the schematic circuit according to FIGS. 4 and 5, with others. In words, the internal circuit of any stage of the subtracter 26. Circuit elements of the same type are provided with the same reference numerals as in FIGS. 4 and 5. It is assumed that it is the second stage 93 in FIG.

Jeder Transistor arbeitet als Nicht-Gatter und ist gesperrt, wenn kein Eingangssignal angelegt wird. Um die Sperrung sicherzustellen, ist eine Vorspannung über die Klemme BB+ vorgesehen. Sobald die Basis eines Transistors negatives Signal erhält, wird er durchlässig und hat praktisch den Widerstand 0.Each transistor works as a non-gate and is blocked when no input signal is applied. In order to ensure the blocking, a preload is provided via the BB + terminal. As soon as the base of a transistor receives a negative signal, it becomes permeable and practically has a resistance of 0.

Das komplementäre Signal X2 ist der Basis eines Transistors 180 zugeführt, dessen Ausgangssignal (Kollektorspannung) das Signal X2 darstellt. Umgekehrt entspricht das Kollektorpotential des Transistors 182 wieder dem komplementären Signal X2. The complementary signal X 2 is fed to the base of a transistor 180 , the output signal (collector voltage) of which represents the signal X 2 . Conversely, the collector potential of transistor 182 again corresponds to the complementary signal X 2 .

Die zweite Stelle F2 des Istwertsignals wird dem Transistor 184 und die. komplementäre Stelle F2 dem Transistor 186 zugeführt. Das Kollektorpotential des Transistors 184 entspricht dem Signal F2, das Kollektorpotential des Transistors 186 dem Signal F2. Eine solche Anordnung ist möglich, wenn der Analog-Digital-Umsetzer 28 (in Fig. 1) nach Wunsch sowohl das Stellensignal als auch das komplementäre Stellensignal abgibt. Ist dies nicht der Fall, so kann die Basiselektrode des Transistors 186 auch an die Kollektorelektrode des Transistors 184 angeschlossen werden, ähnlich wie dies bei den Transistoren 180, 182 geschieht.The second digit F 2 of the actual value signal is the transistor 184 and the. complementary point F 2 supplied to transistor 186. The collector potential of the transistor 184 corresponds to the signal F 2 , the collector potential of the transistor 186 corresponds to the signal F 2 . Such an arrangement is possible if the analog-to-digital converter 28 (in FIG. 1) outputs both the position signal and the complementary position signal as desired. If this is not the case, the base electrode of the transistor 186 can also be connected to the collector electrode of the transistor 184 , similar to what happens with the transistors 180, 182 .

Das Trägersignal C1 wird der Basiselektrode des Transistors 188 zugeführt, so daß dessen Kollektorpotential dem komplementären Signal C1 entspricht. Das Kollektorpotential des Transistors 190 stellt wieder das Signal C1 dar. In ähnlicher Weise kann je nach den verfügbaren Eingangssignalen durch weitere Transistorstufen nach Belieben eine Signalumkehrung vorgenommen werden.The carrier signal C 1 is applied to the base electrode of the transistor 188 so that its collector potential corresponds to the complementary signal C 1. The collector potential of the transistor 190 again represents the signal C 1. Similarly, depending on the available input signals, further transistor stages can be used to reverse the signal as desired.

Das Und-Gatter 110 besteht aus einem Netzwerk aus Widerständen und Dioden, dessen erster Eingang von einem ersten Oder-Gatter 114 mit zwei Dioden besetzt wird. Den beiden_ Eingängen des Oder-Gatters 114 wird das Signal X2 vom Kollektor des Transistors 182 bzw. das Signal F2 vom Kollektor des Transistors 186 zugeführt. Der zweite Eingang desThe AND gate 110 consists of a network of resistors and diodes, the first input of which is occupied by a first OR gate 114 with two diodes. The signal X 2 from the collector of the transistor 182 and the signal F 2 from the collector of the transistor 186 are fed to the two_ inputs of the OR gate 114. The second entrance of the

Und-Gatters 110 wird vom Oder-Gatter 120 besetzt, dessen Eingänge an den Kollektor des Transistors 184 (F2) und an den Kollektor des Transistors 180 (Z2) angeschlossen sind. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 110 wird mit dem Signal C1 über ein Oder-Gatter in Form eines Ventils 122 zusammengesetzt, dessen Aüsgangssignal dem einen Eingang 135 des Und-Gatters 126 zugeführt wird.AND gate 110 is occupied by OR gate 120, the inputs of which are connected to the collector of transistor 184 (F 2 ) and to the collector of transistor 180 (Z 2 ). The output signal of the AND gate 110 is combined with the signal C 1 via an OR gate in the form of a valve 122, the output signal of which is fed to one input 135 of the AND gate 126.

Das zweite Und-Gatter 134 ist mit seinen beiden Eingängen an die Ausgänge zweier Oder-Gatter 140 und 142 angeschlossen, die ihrerseits durch geeignete Verbindung mit den Transistoren 180, 182, 184 und 186 die in Fig. 4 angedeuteten Eingangssignale erhalten. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 134 wird mit dem komplementären Trägersignal C1 über ein Oder-Gatter 132 zusammengesetzt und dem zweiten Eingang 125 des Und-Gatters 126 · zugeführt. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 126 steuert, den Transistor 192 aus, der wieder als Nicht-Gatter arbeitet. Die Kollektorspannung des Transistors 192 stellt das Differenzsignal D2 dar, das an der Klemme 195 abgenommen werden kann.. Ein nachfolgendes Nicht-G_atter 194 liefert das komplementäre Differenzsignal D2. The two inputs of the second AND gate 134 are connected to the outputs of two OR gates 140 and 142, which in turn receive the input signals indicated in FIG. 4 through a suitable connection to the transistors 180, 182, 184 and 186. The output signal of the AND gate 134 is combined with the complementary carrier signal C 1 via an OR gate 132 and fed to the second input 125 of the AND gate 126 ·. The output of AND gate 126 controls transistor 192, which again operates as a non-gate. The collector voltage of the transistor 192 represents the difference signal D 2 , which can be picked up at the terminal 195. A subsequent non-gate 194 supplies the complementary difference signal D 2 .

Das Trägersignal C2 für die nächste Stufe wird mit Hilfe eines Und-Gatters 150 erzeugt, dessen, beide Eingänge über Dioden 196, 198 mit den Signalen Z2 und F2 besetzt werden. Das Ausgangssignal des Und-Gatters wird in einem Oder-Gatter 152 mit dem Trägereingangssignal C1 zusammengesetzt und dem einen Eingang 154 des Und-Gatters 156 zugeführt. Der zweite Eingang 157 dieses Und-Gatters wird über ein Oder-Gatter 160 besetzt, an dessen Eingänge ebenfalls die Signale Z2, F2 angelegt werden. Am Ausgang des Und-Gatters 156 entsteht das Trägersignal C2, das an der Klemme 197 abgenommen werden kann.The carrier signal C 2 for the next stage is generated with the aid of an AND gate 150, the two inputs of which are occupied by the signals Z 2 and F 2 via diodes 196, 198. The output signal of the AND gate is combined with the carrier input signal C 1 in an OR gate 152 and fed to one input 154 of the AND gate 156. The second input 157 of this AND gate is occupied via an OR gate 160, to whose inputs the signals Z 2 , F 2 are also applied. The carrier signal C 2 , which can be picked up at terminal 197 , is produced at the output of AND gate 156.

Fig. 7 zeigt ein Gesamtschema der Schaltung nach Fig. 6,'aus dem die einzelnen. Wirkverbindungen deutlicher hervorgehen. Die Nicht-Gatter sind dabei durch Rechtecke veranschaulicht.FIG. 7 shows an overall diagram of the circuit according to FIG. 6, from which the individual. Active connections clearer emerge. The non-gates are illustrated by rectangles.

In. Fig. 8 ist die bewegliche obere Walze 12 relativ zur festen unteren Walze 14 angedeutet. Das Ausgangssignal an der Klemme 195 in Fig. 6 bestimmt die digitale Differenz für eine bestimmte Stelle des gesamten Regelabweichungssignals und damit den zum Ausgleich der Regelabweichung erforderlichen Betrag. Das. Trägersignal C2 an der Klemme 197 in Fig. 6 bestimmt die Richtung der Korrekturbewegung der Walze 12 gegenüber der Walze 14.In. 8 shows the movable upper roller 12 relative to the fixed lower roller 14. The output signal at terminal 195 in FIG. 6 determines the digital difference for a specific point of the entire system deviation signal and thus the amount required to compensate for the system deviation. That. Carrier signal C 2 at terminal 197 in FIG. 6 determines the direction of the corrective movement of roller 12 with respect to roller 14.

Der Erfindungsgegenstand beruht auf der Verwendung von Transistoren in Verbindung mit Ventilen und Widerständen zur Subtraktion zweier binärer Zahlen. Die Differenz wird als Regelabweichungstsignal herangezogen. Die digitale Subtrahiereinrichtung 26 bildet den Unterschied zwischen dem Istwertsignal (F) und dem Sollwertsignal (Z) als Differenzsignal D für die digitale Regelung. Die Subtrahiereinrichtung1 arbeitet im Grunde als Addiereinrichtung, da die Wirkungsweise der Subtraktion darauf beruht, daß das Komplement der einen binären Zahl zu der anderen binären Zahl addiert wird. Werden zwei identische Zahlen auf diese Weise addiert, so entsteht nicht Null, sondern eine Zahl, die der Regeleinrichtung als Nulläquivalent vorgeschrieben werden kann. Wenn nun die eingegebenen Zahlen Z und F in beliebiger Richtung um einen gewissen Betrag auseinandergehen, entfernt sich die Differenz D um den gleichen Betrag von der Zahl, die als Nulläquivalent angenommen wäre.The subject matter of the invention is based on the use of transistors in conjunction with valves and resistors to subtract two binary numbers. The difference is used as a control deviation signal. The digital subtracter 26 forms the difference between the actual value signal (F) and the setpoint signal (Z) as the difference signal D for the digital control. The subtracting device 1 basically works as an adding device, since the mode of operation of the subtraction is based on the fact that the complement of one binary number is added to the other binary number. If two identical numbers are added in this way, the result is not zero, but a number that can be prescribed to the control system as a zero equivalent. If the entered numbers Z and F now diverge by a certain amount in any direction, the difference D moves away by the same amount from the number that would be assumed to be zero equivalent.

Eine binäre Zahl mit einer Stelle kann nur zwei Werte haben, entweder den Wert 0 oder 1. Eine binäre Addition zweier einstelliger Zahlen X und Y liefert daher eine Zahl, die ebenfalls entweder den WertÖ 5 oder 1 haben kann. Darüber hinaus .wird ein weiterer Eingang und Ausgang benötigt, um ein Trägereingangssignal einzuspeisen, das aus einer vorhergehenden Addition bestimmt wird, und um ein Trägerausgangssignal zu liefern, das diö nachfolgende AdditionA binary number with one digit can only have two values, either the value 0 or 1. A binary addition of two single-digit numbers X and Y therefore yields a number that can also have either the value Ö 5 or 1. In addition, a further input and output is required in order to feed in a carrier input signal, which is determined from a previous addition, and to supply a carrier output signal, the subsequent addition

ίο modifiziert. Die binäre Addition von zwei mehrstelligen Zahlen Z1, Z2 ... Xn und F1, F2 ... Yn geht daher so vor sich, daß der Prozeß für jede entsprechende Stelle der gleiche bleibt, solange das Trägereingangssignal aus der vorhergehenden Stelle geliefert wird und an die nachfolgenden Stellen weitergegeben werden kann. In der entsprechenden elektrischen Einrichtung wird für jede Stelle eine Stufe benötigt, so daß die Addition zweier Signale mit η Stellen entsprechend η Stufen erforderlich macht. Die nähere Erläuterung einer Stufe an Hand der Fig. 6 trifft gleichermaßen auch für die übrigen Stufen der gesamten Einrichtung zu.ίο modified. The binary addition of two multi-digit numbers Z 1 , Z 2 ... X n and F 1 , F 2 ... Y n therefore proceeds in such a way that the process remains the same for each corresponding digit as long as the carrier input signal from the previous position and can be passed on to the following positions. In the corresponding electrical device, a stage is required for each digit, so that the addition of two signals with η digits makes η steps necessary. The more detailed explanation of a stage on the basis of FIG. 6 also applies equally to the other stages of the entire device.

Im Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß die Spdehereinrichtung 22 die komplementären Signale Z liefert. Statt dessen können aus der Stufe auch die Grundsignale entnommen und mittels NichtGattern in die komplementären Signale umgeformt werden.In the exemplary embodiment it was assumed that the expansion device 22 supplies the complementary signals Z. Instead, the basic signals can also be taken from the stage and converted into the complementary signals using non-gates.

Statt der im Ausführungsbeispiel verwendeten Halbleitergatter können auch Gatter beliebigen anderen Aufbaus, beispielsweise auf Transduktorgrundlage, verwendet werden.Instead of the semiconductor gates used in the exemplary embodiment, any gates can also be used Another structure, for example based on a transducer, can be used.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur elektrischen digitalen Regelung, bei der aus Soll- und Istwertsignalen in Form binärer Zahlen in einer Subtrahiereinrichtung ein Regelabweichungssignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktion Stelle für Stelle durch Addition von Grundsignalen und komplementären Signalen mit Hilfe von Gattern erfolgt.1. Device for electrical digital control, in which setpoint and actual value signals in A system deviation signal is generated in the form of binary numbers in a subtracting device, characterized in that the subtraction is performed digit by digit by adding basic signals and complementary signals with the help of gates. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die möglichen Kombinationen der _Soll- und Istwertsignale jeder Stelle (Z, Z, Y; Y) je einem Oder-Gatter (114, 120, 140, 142) zugeführt werden, deren Ausgänge paarweise je einem von zwei Und-Gattern (110, 134) zugeordnet sind, und daß die Ausgänge dieser Und-Gatter an je einen Eingang eines weiteren Und-Gatters (126) zur Bildung des Differenzsignals (D) angeschlossen sind (Fig. 4);2. Device according to claim 1, characterized in that the possible combinations of _Soll- and actual value signals each point (Z, Z, Y; Y) are fed to an OR gate (114, 120, 140, 142) , the outputs of which are in pairs each assigned to one of two AND gates (110, 134) , and that the outputs of these AND gates are each connected to an input of a further AND gate (126) for forming the difference signal (D) (FIG. 4); 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem letzten Und-Gatter (126) zwei Oder-Gatter (122, 132) zur Einführung eines Trägersignals (C) und dessen komplementären Signals (C) zugeordnet sind (Fig. 4).3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the last AND gate (126) two OR gates (122, 132) for introducing a carrier signal (C) and its complementary signal (C) are assigned (Fig. 4). 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundsignale ■ "■ (Z, F) einem Und-Gatter (150) und einem Oder-Gatter (160) zugeführt sind, daß das Ausgangssignal des Und-Gatters mit einem Trägereingangssignal (Cein) in einem Oder-Gatter (152) zusammengesetzt wird und daß die Ausgänge beider Oder-Gatter an ein Und-Gatter (156) zur Bildung eines Trägerausgangssignals (Caus) angeschlossen sind (Fig. 5).4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the basic signals ■ "■ (Z, F) an AND gate (150) and an OR gate (160) are fed that the output signal of the AND gate with a carrier input signal (C a) in an OR gate is composed (152) and that the outputs of both OR gate to an aND-gates (156) connected to form a carrier output signal (C out) (Fig. 5). 7 87 8 ■ ■ 5. Einrichtung nach den Ansprüchen. 1 bis 4, gekennzeichnet durch Und- und Oder-Gatter auf5. Device according to the claims. 1 to 4, characterized by AND and OR gates dadurch gekennzeichnet; daß zur Bildung der kom- Diodenbasis.characterized; that to form the com-diode base. plementären ■ Signale und zur Rückumwandlung 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,complementary ■ signals and for reverse conversion 7. Device according to claims 1 to 6, Nicht-Gatter dienen. gekennzeichnet durch Nicht-Gatter auf Tran-Do not serve gates. marked by non-gates on trans- 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, 5 sistorbasis.6. Device according to claims 1 to 5, 5 sistorbasis. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1163436B (en) * 1960-04-12 1964-02-20 Dixi S A Machines Outils Method and device for the automatic adjustment of a machine part
DE1199374B (en) * 1958-07-30 1965-08-26 Electronique S A R L Soc Nouv Number-controlled follow-up control device

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